JP2591679Y2 - ローラバニシング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、例えば被加工円筒管端
部の内外面のバニシを転圧して鏡面加工するローラバニ
シング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、被加工円筒管端部の内外面を押圧
して鏡面加工する場合、内面加工と外面加工とをそれぞ
れ別々の工具を用い、２工程に分けて、鏡面加工を行っ
ている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように被加工円筒管端部の内外面を鏡面加工する場
合に、内面加工と外面加工との２工程に分けているた
め、作業時間がかかるという問題点があった。

【０００４】また、内面加工及び外面加工の際に、円筒
管端部の変形を防止するため、円筒管の中心と、内面加
工用の工具及び外面加工用の工具の中心とをそれぞれの
工程において合せなければならず、作業が煩雑になると
いう問題点があった。

【０００５】更に、一旦、円筒管端部が変形してしまう
と、その修正には困難を要するため、円筒管の中心と、
内面加工用の工具及び外面加工用の工具の中心との位置
合せには熟練を要するという問題点があった。

【０００６】加えて、被加工円筒管端部の肉厚が薄肉で
ある場合には、円筒管端部の変形を防止するための治具
を用いなければならず、また、変形防止用の治具を用い
ていても、バニシ量が多いと、結局、円筒管端部が変形
してしまうという事態が生じるため、十分に転圧するこ
とができず、鏡面加工の仕上がりが悪くなるという問題
点があった。

【０００７】本考案は、上記問題点を鑑みてなされたも
のであり、被加工円筒管端部を変形させることなく、そ
の内外面を同時に鏡面加工することができるローラバニ
シング装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案に係るローラバニ
シング装置は、上記目的を達成するために、回転駆動機
構によって回転駆動されるシャンクと、先端に向って小
径となる円錐外面を先端部に有し、後端部において前記
シャンクに対して相対回転可能に保持されるマンドレル
と、前記マンドレルの外周を囲むように前記シャンクに
対して一体回転可能に装着された筒状シンブルと、先端
に向かって大径となる円錐内面を先端部に有し、前記円
錐内面が前記マンドレル先端の円錐外面と同軸状に対面
するように前記筒状シンブルに対して一体回転可能に装
着されたヘッドと、前記マンドレル先端の円錐外面に接
して転動する複数の内面加工用ローラと、前記ヘッド先
端の円錐内面に接して転動する複数の外面加工用ローラ
と、前記内面加工用ローラと前記外面加工用ローラとを
それぞれ軸受け保持して前記マンドレル及び前記筒状シ
ンブルのそれぞれに対して相対回転可能に保持されたロ
ーラフレームとを備え、前記内面加工用ローラと前記外
面加工用ローラとが前記マンドレルの軸心を中心とする
同一半径上に位置して互いに対面する二本づつの構成と
して互いに同数設けられていることを特徴とするもので
ある。

【０００９】また、請求項２に記載の考案に係るローラ
バニシング装置は、請求項１記載のローラバニシング装
置において、前記シャンクと前記筒状シンブルとの相対
的な軸方向位置を調整する内面加工径調整機構と、前記
筒状シンブルと前記ヘッドとの相対的な軸方向位置を調
整する外面加工径調整機構とを更に備えたことを特徴と
するものである。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の考案によるローラバニシング
装置は、シャンクと、マンドレルと、筒状シンブルと、
ヘッドと、複数の内面加工用ローラと、複数の外面加工
用ローラと、ローラフレームとから主に構成される。

【００１１】前記シャンクは、回転駆動機構によって回
転駆動され、前記マンドレルは、先端に向って小径とな
る円錐外面を先端部に有し、後端部において前記シャン
クに対して相対回転可能に保持される。

【００１２】また、前記筒状シンブルは、前記マンドレ
ルの外周を囲むように前記シャンクに対して一体回転可
能に装着され、前記ヘッドは、先端に向かって大径とな
る円錐内面を先端部に有し、前記円錐内面が前記マンド
レル先端の円錐外面と同軸状に対面するように前記筒状
シンブルに対して一体回転可能に装着される。

【００１３】更に、前記複数の内面加工用ローラは、前
記マンドレル先端の円錐外面に接して転動し、前記複数
の外面加工用ローラは、前記ヘッド先端の円錐内面に接
して転動する。

【００１４】また、前記ローラフレームは、前記内面加
工用ローラと前記外面加工用ローラとをそれぞれ軸受け
保持して前記マンドレル及び前記筒状シンブルのそれぞ
れに対して相対回転可能に保持される。

【００１５】ここで、前記内面加工用ローラと前記外面
加工用ローラとは、前記マンドレルの軸心を中心とする
同一半径上に位置して互いに対面する二本づつの構成と
して互いに同数設けられる。

【００１６】つまり、前記内面加工用ローラと前記外面
加工用ローラとは、複数の対を構成し、各対の内面加工
用ローラと外面加工用ローラは、前記マンドレルの軸心
を中心とする同一の半径上に位置し、更に、各対におけ
る双方のローラは、前記マンドレルの軸心と交差する軸
線上に対面して配置され、全体で双方のローラが同数設
けられている。

【００１７】従って、鏡面加工対象の被加工円筒管が、
前記内面加工用ローラと前記外面加工用ローラとの対面
間隔に挿入され、この被円筒管の内外面に、前記マンド
レルの軸心と交差する軸線上に配置された前記内面加工
用ローラと前記外面加工用ローラが当接されて、シャン
クの回転駆動と軸心方向の押込みにより転圧鏡面加工が
行われる。

【００１８】この結果、前記被円筒管が変形することな
く、且つ被加工円筒管の内外面を同時に鏡面加工するこ
とが可能となる。

【００１９】請求項２に記載の考案によるローラバニシ
ング装置では、請求項１に記載のローラバニシング装置
において、内面加工径調整機構と、外面加工径調整機構
とが、更に備えられる。

【００２０】前記内面加工径調整機構は、前記シャンク
と前記筒状シンブルとの相対的な軸方向位置を調整し、
また、前記外面加工径調整機構は、前記筒状シンブルと
前記ヘッドとの相対的な軸方向位置を調整する。

【００２１】従って、口径及び肉厚の異なる種々の被加
工円筒管の鏡面加工が可能となる。

【００２２】

【実施例】図１（Ａ）は、本考案の一実施例に係るロー
ラバニシング装置の一部切り欠き断面図であり、図１
（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図であ
る。図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、本実施例に係る
ローラバニシング装置は、シャンク２２、第１のシンブ
ル１５，第２のシンブル１９（筒状シンブル）、ヘッド
１、マンドレル２、複数の外面ローラ３（外面加工用ロ
ーラ）、複数の内面ローラ４（内面加工用ローラ）、外
面ローラフレーム５，内面ローラフレーム６（ローラフ
レーム）から主に構成されている。

【００２３】図１（Ａ）に示すように、シャンク２２の
外周面上には、第２のシンブル１９が、第２のアジャス
トリング２０及び第２のロックナット２１とともに、螺
合による軸方向相対位置の調整及びその固定が可能なよ
うに装備され、固定状態ではこれらは一体に回転するよ
うに構成されている。

【００２４】すなわち、前記第２のシンブル１９と第２
のロックナット２１とは、前記シャンク２２にねじ嵌め
されており、ロックナット２１を緩めた状態では第２の
シンブル１９がシャンク２２の外周面上を螺合回転によ
って移動可能となっており、更に、この螺合回転はロッ
クナット２１を締込むことによって確実に阻止可能とな
っている。

【００２５】また、前記螺合回転の操作のために第２の
アジャストリング２０は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すよ
うに、シャンク２２に対してキー２０ａにより相対回転
不能に装着されており、シャンク２２には、前記キー２
０ａの軸方向移動のための溝２２ａが形成されている。
尚、図２（Ａ）は前記第２のアジャストリング２０の構
成例を示す正面図であり、図２（Ｂ）は側面図である。

【００２６】更に、第２のアジャストリング２０の端面
には、図１（Ａ）に示すように、第２のシンブル１９と
嵌合する円周方向に５等分のツメ２０ｂが設けられてお
り、第２のシンブル１９には、前記ツメ２０ｂと嵌合す
る円周方向に２５等分の溝１９ａが設けられている。ま
た、前記第２のロックナット２１は、前記シャンク２２
とのねじ嵌合により、前記第２のアジャストリング２０
を前記第２のシンブル１９に対して固定可能となってい
る。

【００２７】第１のシンブル１５は、第２のシンブル１
９の外周面上に、第１のアジャストリング１７及び第１
のロックナット１８とともに、螺合による軸方向相対位
置の調整及びその固定が可能となるように装着され、固
定状態ではこれらは一体に回転するように構成されてい
る。

【００２８】尚、第１のシンブル１５、第１のアジャス
トリング１７及び第１のロックナット１８と前記第２の
シンブル１９との関係は、前記第２のシンブル１９、第
２のアジャストリング２０及び第２のロックナット２１
とシャンク２２との関係と同様となっている。

【００２９】すなわち、前記第１のシンブル１５と第１
のロックナット１８とは、前記第２のシンブル１９にね
じ嵌めされており、また、前記第１のアジャストリング
１７は、図２に示したのと同様に、第２のシンブル１９
に対してキー１７ａにより相対回転不能に装着され、第
２のシンブル１９には、前記キー２０ａの軸方向移動の
ための溝２２ａが形成されている。

【００３０】更に、第１のアジャストリング１７の端面
には、図１（Ａ）に示すように、第１のシンブル１５と
嵌合する円周方向に５等分のツメ１７ｂが設けられてお
り、第１のシンブル１５の対向端面には、前記ツメ１７
ｂと嵌合する円周方向に２５等分の溝１５ａが設けられ
ている。また、この第１のアジャストリング１７は、前
記第１のロックナット１８により、前記第１のシンブル
１５に対して固定可能となっている。

【００３１】また、第１のシンブル１５の先端内周面に
は、先端に向かって大径となる円錐内面を先端部に有す
るヘッド１が、六角穴付きねじ１６により前記第１のシ
ンブル１５に接続されている。ヘッド１と第１のシンブ
ル１５とは互いに端面が当接し、六角穴付きねじ１６
は、ヘッド１の後端側に拡径上の円錐外面に当接して締
込まれるので、第１のシンブル１５とヘッド１との連結
位置精度を高く確保することができ、また、ヘッド１の
みを取り外すことも可能である。

【００３２】マンドレル２は、先端部が先端に向って小
径となる円錐外面となっており、太径の後端部がスペー
サ１３，ベアリング１４，ブッシュ２３を介して前記シ
ャンク２２内に保持されている。尚、マンドレル２の後
端の太径部は、シャンク２２内からの脱落防止のため、
シャンク２２先端に螺合されたカバー２４により保持さ
れている。

【００３３】複数の外面ローラ３は、前記ヘッド１先端
の円錐内面に当接して、この円錐内面上を転動可能に外
面ローラフレーム５によって軸受けされ、保持されてい
る。尚、この外面ローラ３の形状は、先端に向って大径
となる円錐外面となっており、前記先端に向かって大径
となる円錐内面を先端部に有するヘッド１と当接するこ
とにより、この外面ローラ３の加工面はマンドレル２の
軸心と平行になる。

【００３４】また、複数の内面ローラ４は、前記マンド
レル２先端の円錐外面に当接して、この円錐外面上を転
動可能に内面ローラフレーム６によって軸受けされ、保
持されている。尚、この内面ローラ４の形状も、先端に
向って大径となる円錐外面となっており、前記先端に向
って小径となる円錐外面となっているマンドレル２と当
接することにより、この内面ローラ４の加工面は前記マ
ンドレル２の軸心と平行になる。

【００３５】更に、前記外面ローラフレーム５と内面フ
レーム６とは、それぞれ後端部で六角穴付きねじ７によ
り一体に接続されており、更に、該後端部は、フレーム
リング８によって保持されている。また、前記フレーム
リング８は、前記ローラフレーム後端部に六角ねじ９に
よって接続されている。

【００３６】また、前記フレームリング８と前記第２の
シンブル１９との間には、スラストボールベアリング１
０が介在されており、前記フレームリング８の前面側に
は、スラストリング１１が配設されている。そして、該
スラストリング１１と前記ヘッド１との間には、スプリ
ング１２が弾設されている。

【００３７】尚、前記ヘッド１、複数の外面ローラ３、
複数の内面ローラ４、外面ローラフレーム５、内面ロー
ラフレーム６のそれぞれは、図１（Ｂ）から分かるよう
に、前記マンドレル２の軸心を中心として同軸配置され
ている。また、前記外面ローラ３と内面ローラ４とは、
互いに対向する位置に設けられ、且つ同一本数設けられ
ている。

【００３８】次に、上述ように構成された本実施例に係
るローラバニシング装置の動作について説明する。図示
しない回転駆動機構により駆動されるシャンク２２の回
転力は、第２のシンブル１９、第１のシンブル１５及び
ヘッド１へそのまま伝達される。

【００３９】これは、シャンク２２と第２のシンブル１
９とは、第２のアジャストリング２０及び第２のロック
ナット２１によって固定され、第２のシンブル１９と第
１のシンブル１５とは、第１のアジャストリング１７及
び第１のロックナット１８によって固定され、また、ヘ
ッド１は、六角穴付きねじ１６によって第１のシンブル
１５に固定されているためである。

【００４０】鏡面加工対象である被加工円筒管が本実施
例に係るローラバニシング装置の加工間隙に挿入された
状態で上述のようにシャンク２２を回転駆動した場合の
動作を以下に説明する。また、図３は、図１（Ｂ）に示
す断面の部分拡大図であり、以下に説明する外内面ロー
ラ３，４、ローラフレーム５，６及びマンドレル２等の
回転方向を示す説明図である。

【００４１】前記被加工円筒管を自転しないように固定
して前記外面ローラ３と内面ローラ４との間に挿入する
と、ヘッド１と当接して自転される外面ローラ３が、前
記被加工円筒管の外周面に沿って転動し、この外面ロー
ラ３の転動に伴って、外面ローラフレーム５は、前記外
面ローラ３の公転方向に回転する。このようにして、外
面ローラ３が、被加工円筒管の外周面上を自転しながら
公転すると、この被加工円筒管の外周面が鏡面加工され
る。

【００４２】前記外面ローラフレーム５が回転すること
により、この外面ローラフレーム５と六角穴付きねじ７
で接続された内面ローラフレーム６が、前記外面ローラ
フレーム５と同一方向に回転する。

【００４３】前記内面ローラフレーム６が回転すること
により、この内面ローラフレーム６によって軸受け保持
されている内面ローラ４が、前記被加工円筒管内周面に
沿って前記内面ローラフレーム６とともに公転する。内
面ローラフレーム６が、被加工円筒管の内周面に沿って
公転すると、内面ローラ４は被加工円筒管の内周面上を
自転して転圧し、鏡面加工が行われる。内面ローラ４
は、マンドレル２によって当接支持されているため、内
面ローラ４が自転すると、前記マンドレル２は、前記内
面ローラ４の自転方向と逆方向、即ち、ローラフレーム
５，６と同一方向に回転する。

【００４４】また、前記被加工円筒管を外内面ローラ
３，４間に挿入した際に、ローラフレーム５，６及びマ
ンドレル２にスラスト力（推力）が加わるが、これはス
ラストボールベアリング１０及びベアリング１４を介し
てシャンク２２に支持される。この場合、マンドレル２
及びローラフレーム５，６は、シャンク２２及びシンブ
ル１５，１９に対して相対回転速度を持つことになる
が、これもスラストボールベアリング１０及びベアリン
グ１４により吸収される。

【００４５】以上のように、被加工円筒管は、同一半径
上に対面して配置された内面ローラ４と外面ローラ３と
の間に挟圧されてバニシ加工を受け、内外面の加工反力
は互いのローラ３，４が相補的に支持することになるの
で、加工中に被加工円筒管に不都合な力が加わらず、変
形も生じない。

【００４６】次に、口径及び肉厚が異なる種々の被加工
円筒管に本装置を適用する場合の操作方法について説明
する。先ず、被加工円筒管の内径に適合させるために
は、内面ローラ４の加工径Ｂ（図１（Ａ）参照）を調節
する（内面加工調整機構）。

【００４７】これは、第２のロックナット２１を緩め、
第２のアジャストリング２０をシャンク２２上で軸方向
に摺動させて、該第２のアジャストリング２０のツメ２
０ｂを第２のシンブル１９の溝１９ａより外す。

【００４８】その後、第２のアジャストリング２０のキ
ー２０ａによって結合されているシャンク２２に対して
第２のシンブル１９を相対回転させると、シャンク２
２、即ちマンドレル２と、シンブル１９、即ちローラフ
レーム６に支持された内面ローラ４との軸方向の相対位
置が変わる。このとき、第２のシンブル１９がシャンク
２２上で移動すると、スプリング１２により、フレーム
リング８が、前記第２のシンブル１９に追従する。フレ
ームリング８とローラフレーム５，６とは、六角穴付き
ねじ９によって接続されているため、これによって、内
面ローラ４とマンドレル２との軸方向相対位置が変わ
る。

【００４９】この場合、マンドレル２と内面ローラ４と
は、互いに相補的な円錐テーパ形状となっているため、
内面ローラ４は加工面をマンドレル２の軸心と平行に保
ったまま移動し、例えば図１（Ａ）において、前記第２
のシンブル１９をシャンク２２の後端側（紙面の右方
向）に移動した場合には、内面ローラ４もマンドレル２
上でシャンク２２の後端側に移動し、内面加工径Ｂは大
きくなる。

【００５０】また、例えば前記第２のシンブル１９をシ
ャンク２２の先端側（図１（Ａ）上で紙面の左方向）に
移動した場合には、内面ローラ４もマンドレル２上でシ
ャンク２２の先端側に移動し、内面加工径Ｂは小さくな
る。

【００５１】これにより、内径の異なる種々の被加工円
筒管を本装置に適合することができる。尚、所望の内径
に適合させたときに、前記第２のアジャストリング２０
のツメ２０ｂを第２のシンブル１９の溝１９ａに嵌め込
み、第２のロックナット２１によって固定することは述
べるまでもない。

【００５２】次に、被加工円筒管の外形に本装置を適合
させるためには、外面ローラ３の加工径Ｃ（図１（Ａ）
参照）を調節する（外面加工調整機構）。

【００５３】これは、第１のロックナット１８を緩め、
第１のアジャストリング１７を第２のシンブル１９上で
軸方向に摺動させて、該第１のアジャストリング１７の
ツメ１７ｂを第１のシンブル１５の溝１５ａより外す。

【００５４】その後、第１のシンブル１５を第１のアジ
ャストリング１７のキー１７ａと結合されている第２の
シンブル１９に対して相対回転させると、ヘッド１と外
面ローラ３との軸方向相対位置が変わる。これは、第１
のシンブル１５とヘッド１とが六角穴付きねじ１６によ
って接続されているからであり、また、ローラフレーム
５，６が第２のシンブル１９に追従するからである。

【００５５】この場合、ヘッド１と外面ローラ３とは、
互いに相補的な円錐テーパ形状となっているため、外面
ローラ３は加工面をヘッド１の軸心（マンドレル２の軸
心）と平行に保ったまま移動し、例えば図１（Ａ）にお
いて、前記第１のシンブル１５を第２のシンブル１９の
後端側（紙面の右方向）に移動した場合には、ヘッド１
も外面ローラ３上で第２のシンブル１９の後端側に移動
し、外面加工径Ｃは大きくなる。

【００５６】また、例えば前記第１のシンブル１５を第
２のシンブル１９の先端側（図１（Ａ）上で紙面の左方
向）に移動した場合には、ヘッド１も外面ローラ３上で
第２のシンブル１９の先端側に移動し、外面加工径Ｃは
小さくなる。

【００５７】これにより、外径の異なる種々の被加工円
筒管を本装置に適合することができる。尚、所望の外径
に適合したときに、前記第１のアジャストリング１７の
ツメ１７ｂを第１のシンブル１５の溝１５ａに嵌め込
み、第１のロックナット１８によって固定することは述
べるまでもない。

【００５８】

【考案の効果】本考案は以上説明したとおり、内面加工
用ローラと外面加工用ローラとが、前記マンドレルの軸
心を中心とする同一半径上に位置して互いに対面する二
本づつの構成として互いに同数設けられているので、鏡
面加工対象の被加工円筒管の形状を変形させることな
く、且つ同時に被加工円筒管の内外面を鏡面加工するこ
とができるという効果がある。特に、薄肉の被加工円筒
管に適用する場合には、管の変形防止用の治具を用いる
ことなく、鏡面加工をすることができる。また、この結
果、加工能率を向上することができるという効果もあ
る。

【００５９】また、外面加工径調整機構と、内面加工径
調整機構とが、更に備えられているので、口径及び肉厚
の異なる種々の被加工円筒管の鏡面加工を行うことがで
きるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本考案の一実施例に係るローラバニ
シング装置の一部切り欠き断面図であり、（Ｂ）は、
（Ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

【図２】（Ａ）はアジャストリングの構成例を示す正面
図であり、（Ｂ）は側面図である。

【図３】図１（Ｂ）に示す断面の部分拡大図であり、ロ
ーラ等の回転方向を示す説明図である。

【符号の説明】

１：ヘッド ２：マンドレル ３：外面ローラ ４：内面ローラ ５：外面ローラフレーム ６：内面ローラフレーム ８：フレームリング １０：スラストボールベアリング １１：スラストリング １２：スプリング １３：スペーサ １４：ベアリング １５：第１のシンブル １５ａ：溝 １７：第１のアジャストリング １７ａ：キー １７ｂ：ツメ １８：第１のロックナット １９：第２のシンブル １９ａ：溝 ２０：第２のアジャストリング ２０ａ：キー ２０ｂ：ツメ ２１：第２のロックナット ２２：シャンク ２３：ブッシュ ２４：カバー

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24B 39/00 B24B 39/02 B24B 39/04

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動機構によって回転駆動されるシ
   ャンクと、 先端に向って小径となる円錐外面を先端部に有し、後端
   部において前記シャンクに対して相対回転可能に保持さ
   れるマンドレルと、 前記マンドレルの外周を囲むように前記シャンクに対し
   て一体回転可能に装着された筒状シンブルと、 先端に向かって大径となる円錐内面を先端部に有し、前
   記円錐内面が前記マンドレル先端の円錐外面と同軸状に
   対面するように前記筒状シンブルに対して一体回転可能
   に装着されたヘッドと、 前記マンドレル先端の円錐外面に接して転動する複数の
   内面加工用ローラと、 前記ヘッド先端の円錐内面に接して転動する複数の外面
   加工用ローラと、 前記内面加工用ローラと前記外面加工用ローラとをそれ
   ぞれ軸受け保持して前記マンドレル及び前記筒状シンブ
   ルのそれぞれに対して相対回転可能に保持されたローラ
   フレームとを備え、 前記内面加工用ローラと前記外面加工用ローラとが前記
   マンドレルの軸心を中心とする同一半径上に位置して互
   いに対面する二本づつの構成として互いに同数設けられ
   ていることを特徴とするローラバニシング装置。
2. 【請求項２】 前記シャンクと前記筒状シンブルとの相
   対的な軸方向位置を調整する内面加工径調整機構と、 前記筒状シンブルと前記ヘッドとの相対的な軸方向位置
   を調整する外面加工径調整機構と、 を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のローラ
   バニシング装置。